槳葉自動摺疊裝置、無人機機臂及無人機的製作方法
2023-12-04 23:11:36 2
本發明涉及無人機技術領域，尤其涉及槳葉自動摺疊裝置、無人機機臂及無人機。
背景技術：
隨著無人機市場的發展，未來可能會出現工作時無需人照料的無人機。例如汽車可能會自帶無人機，在某些場景下無人機將自主完成起飛、工作、回收的整個過程，不再需要人手動放飛和回收。這就需要無人機有自動展開/摺疊的功能。現有技術中存在機臂自動展開和回收的技術，以及槳葉啟動後會自動甩開的實施方案。但是缺少槳葉自動摺疊的技術方案。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明實施例提供一種槳葉自動摺疊裝置、無人機機臂及無人機，至少部分的解決現有技術中存在的問題。
第一方面，本發明實施例提供了一種槳葉自動摺疊裝置，包括：
槳葉，所述槳葉具有第一摺疊葉片及第二摺疊葉片；
槳葉底座，所述槳葉底座分別與述槳葉的第一摺疊葉片及第二摺疊葉片連接，所述槳葉底座在所述第一摺疊葉片及第二摺疊葉片展開的延伸方向設有阻擋外延部；
阻擋器，所述阻擋器在所述槳葉底座的阻擋外延部遠離所述阻擋器時，上升至所述槳葉的旋轉平面，阻擋所述第一摺疊葉片及所述第二摺疊葉片。
根據本發明實施例的一種具體實現方式，所述槳葉自動摺疊裝置還包括：
控制器，所述控制器用於檢測所述槳葉在旋轉狀態時的旋轉速度，以及，當所述槳葉的旋轉速度低於預設轉速時，控制所述阻擋器阻擋所述槳葉的第一摺疊葉片及第二摺疊葉片。
根據本發明實施例的一種具體實現方式，所述槳葉底座具體包括：
主軸，所述主軸與所述槳葉自動摺疊裝置的槳箍連接；
葉片連接軸，所述葉片連接軸分別與所述第一摺疊葉片及所述第二摺疊葉片連接。
根據本發明實施例的一種具體實現方式，所述主軸上設有旋轉螺紋，所述槳箍通過所述旋轉螺紋固定在所述槳葉底座上。
根據本發明實施例的一種具體實現方式，所述葉片連接軸與所述第一摺疊葉片及所述第二摺疊葉片連接間隙配合連接，所述第一摺疊葉片及所述第二摺疊葉片能夠在所述葉片連接軸上自由展開。
根據本發明實施例的一種具體實現方式，所述阻擋器還包括：
緩衝帽，所述緩衝帽固定安裝在所述阻擋器的頂端，用於在所述阻擋器上升時，阻擋所述第一摺疊葉片及所述第二摺疊葉片。
根據本發明實施例的一種具體實現方式，所述阻擋器還包括：
阻擋協調塊，所述阻擋協調塊與所述槳葉底部的阻擋外延部配合安裝，用於控制所述阻擋器的上升。
根據本發明實施例的一種具體實現方式，所述阻擋器還包括：
阻擋支架，所述阻擋支架分別與所述緩衝帽及所述阻擋協調塊連接。
根據本發明實施例的一種具體實現方式，所述阻擋器還包括：
收縮彈簧，所述收縮彈簧與所述阻擋支架連接，通過下拉所述阻擋支架，使所述緩衝帽低於所述槳葉的旋轉平面。
根據本發明實施例的一種具體實現方式，所述阻擋器還包括：
電磁鐵，所述電磁鐵與所述阻擋支架及所述收縮彈簧連接，通過上推所述阻擋支架，使所述緩衝帽上升至所述槳葉的旋轉平面。
根據本發明實施例的一種具體實現方式，所述阻擋器還包括：
偏心輪，所述偏心輪與所述阻擋支架連接，所述偏心輪通過下拉或上推所述阻擋支架，使所述緩衝帽低於或上升至所述槳葉的旋轉平面。
根據本發明實施例的一種具體實現方式，所述阻擋器還包括：
第一連杆，所述第一連杆與所述偏心輪連接，用於驅動所述偏心輪；
第二連杆，所述第二連杆與所述第一連杆連接；
連杆加持部，所述連杆加持部用於對所述第二連杆進行加持；
電磁鐵，所述電磁鐵與所述第二連杆連接，通過控制所述第二連杆的進縮運動，進而控制所述偏心輪的轉動。
第二方面，本發明實施例還提供了一種無人機機臂，包括如第一方面任一實現方式所述的槳葉自動摺疊裝置。
第三方面，本發明實施例還提供了一種無人機，包括如第二方面所述的無人機機臂。
本發明實施例提供的槳葉自動摺疊裝置、無人機機臂及無人機，通過在機臂上增加了一個阻攔器，利用螺旋槳本身安裝較松的特點，藉助慣性收攏槳葉。同時設計了一個阻攔協調塊，使得阻攔器僅在螺旋槳運行到恰當位置後才會進行阻攔。在不增加葉片、螺旋槳支架和電機額外零件的前提下，利用慣性，實現了無需人工操作收起螺旋槳葉片的功能。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
圖1為本發明實施例提供的一種槳葉自動摺疊裝置的結構圖；
圖2a為本發明實施例提供的螺旋槳底座第一主視圖；
圖2b為本發明實施例提供的螺旋槳底座第二主視圖；
圖2c為本發明實施例提供的螺旋槳底座俯視圖；
圖3a為本發明實施例提供的一種阻擋器的結構圖；
圖3b為本發明實施例提供的另一種阻擋器的結構圖；
圖4a-c為本發明實施例提供的阻擋器阻擋槳葉的示意圖；
圖5a為本發明實施例提供的阻擋器處於收縮狀態的示意圖；
圖5b為本發明實施例提供的阻擋器處於上升狀態的示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明實施例進行詳細描述。
應當明確，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
現有技術主要是手動摺疊或者僅自動摺疊機臂。手動摺疊不適於需要自主行動的無人機，僅折自動摺疊機臂不能將機體完全收攏。
圖1展示一種槳葉自動摺疊裝置的結構圖。如圖1所示，槳葉自動摺疊裝置包括：槳葉底座1、阻擋器2、槳箍3、槳葉4、無刷電機5以及機臂6。
槳葉4具有第一摺疊葉片及第二摺疊葉片，槳葉底座1分別與述槳葉的第一摺疊葉片及第二摺疊葉片連接，這樣無人機在起飛的過程中，可以通過槳葉底座1的旋轉帶動第一摺疊葉片及第二摺疊葉片的旋轉。
槳葉自動摺疊一般發生在無人機降落的過程中，當無人機在降落的過程中，通過檢測裝置(如雷達或攝像頭)發現無人機已經安全著陸之後，此時槳葉仍然處於高速旋轉的過程中，此時如果直接阻擋槳葉葉片，會對槳葉葉片造成一定的損害。為此需要監控槳葉的旋轉速度，當槳葉的旋轉速度小於預設值時，再通過阻擋器2對槳葉進行阻擋。
為了防止阻擋器上升的過程中直接頂住槳葉葉片，槳葉底座1在所述第一摺疊葉片及第二摺疊葉片展開的延伸方向設有阻擋外延部，通過該阻擋外延部，能夠確保槳葉葉片在阻擋器上方時，阻擋器無法上升。只有當安全的情況，如阻擋器2在槳葉底座1的阻擋外延部遠離所述阻擋器時，上升至所述槳葉的旋轉平面，阻擋所述第一摺疊葉片及所述第二摺疊葉片。
為此，槳葉自動摺疊裝置還設置有控制器(圖中未示出)，所述控制器用於檢測所述槳葉在旋轉狀態時的旋轉速度，當所述槳葉的旋轉速度低於預設轉速時，控制所述阻擋器阻擋所述槳葉的第一摺疊葉片及第二摺疊葉片。控制器可以是無人機中的一個獨立控制單元，也可以採用無人機的中央電路控制系統來實現。
本實施例中的自動摺疊裝置，使得無人機在無需人照料的前提下可以完成自動摺疊。同時儘量減少了對螺旋槳組件的修改，避免引入更多的問題。
圖2a-圖2c提供了螺旋槳底座的結構圖，如圖2a-2c所示，圖中給出了螺旋槳底座的三視圖。螺旋槳底座可以包括：固定槳箍的主軸11，固定兩片螺旋槳的小軸12。作為一種具體實現方式，主軸11上有螺紋，兩個小軸12上是沒有螺紋的。由此帶來的效果是，槳箍是擰緊在螺旋槳底座上的，兩片螺旋槳可以非常輕鬆的合攏與展開。
圖3a-3b為本發明實施例提供的阻擋器2的結構圖，如圖3a所示，阻擋器2包括：緩衝帽21，阻擋器支架22，收縮彈簧24，電磁鐵25和阻擋協調塊23。
緩衝帽21，所述緩衝帽固定安裝在所述阻擋器的頂端，用於在所述阻擋器上升時，阻擋所述第一摺疊葉片及所述第二摺疊葉片。緩衝帽21的材質可以選用多種具有緩衝效果的材質製作而成，如橡膠等。
阻擋協調塊23與所述槳葉底部的阻擋外延部配合安裝，用於控制所述阻擋器的上升。
阻擋支架22分別與所述緩衝帽及所述阻擋協調塊連接，起到連接作用。
收縮彈簧24與阻擋支架22連接，通過下拉所述阻擋支架22，使所述緩衝帽21低於所述槳葉的旋轉平面。
電磁鐵25與所述阻擋支架22及所述收縮彈簧24連接，通過上推所述阻擋支架22，使所述緩衝帽21上升至所述槳葉的旋轉平面。
除此之外，參照圖3b，所述阻擋器還包括：
偏心輪26，所述偏心輪26與所述阻擋支架22連接，所述偏心輪通過下拉或上推所述阻擋支架22，使所述緩衝帽21低於或上升至所述槳葉的旋轉平面。
第一連杆27，所述第一連杆27與所述偏心輪26連接，用於驅動所述偏心輪26；
第二連杆28，所述第二連杆28與所述第一連杆27連接；
連杆加持部29，所述連杆加持部29用於對所述第二連杆28進行加持；
電磁鐵25，所述電磁鐵25與所述第二連杆28連接，通過控制所述第二連杆28的進縮運動，進而控制所述偏心輪的轉動。
圖4a-4c為本發明實施例提供的阻擋器阻擋槳葉的示意圖，如圖所示，圖中給出了阻擋器迫使槳葉收攏的方式，圖中隱去了槳箍。參見圖4a，當無人機飛行時，電磁鐵不通電，阻擋器落下，槳葉正常轉動。圖4b中，當無人機落地停穩後，槳葉仍在隨慣性轉動。當轉速降低到一定轉數後，電磁鐵通電，將整個阻擋器升起，第一片槳葉撞上阻擋器後，由於槳葉是非常松的固定在螺旋槳架的小軸上的，因此螺旋槳架將繼續旋轉，帶動第二片槳葉繼續轉動。圖4c中，第二片槳葉由於慣性撞上第一片槳葉，整個螺旋槳架完全停止。完成合攏流程。通過調整電動機轉速，可以平衡合攏兩片槳葉所需的慣性與撞擊對槳葉的損傷。
圖5a-5b顯示了螺旋槳底座和阻擋器上的兩個阻擋協調塊相互協作，限制阻擋器升級時機的過程。當螺旋槳槳頁恰好經過阻擋器正上方時，為了避免出現阻擋器橡膠緩衝帽直接頂在螺旋槳槳葉上的情況，在螺旋槳底座和阻擋器上分別增加了一個阻擋協調塊。使得當螺旋槳槳頁恰好經過阻擋器正上方時，阻擋器無法升起到位。僅當槳葉轉到其他位置時，阻擋器才能升起。
應當理解，本發明的各部分可以用硬體、軟體、固件或它們的組合來實現。
以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以權利要求的保護範圍為準。